Cómo saber si un robot SCARA es la opción adecuada para tu aplicación
Los robots SCARA son una opción muy popular para aplicaciones de ensamblaje robótico a pequeña escala. SCARA es el acrónimo de Selective Compliance Articulated Robot Arm (Brazo Robótico Articulado de Conformidad Selectiva), lo que significa que es flexible en los ejes X-Y y rígido en el eje Z. La configuración SCARA es única y está diseñada para realizar diversas operaciones de manipulación de materiales.
La estructura del SCARA consta de dos brazos unidos en la base y en la intersección de los brazos uno y dos. Dos motores independientes utilizan cinemática inversa e interpolación en las articulaciones J1 y J2 para controlar el movimiento X-Y del SCARA. La posición X-Y final al final del segundo brazo es un factor del ángulo J1, el ángulo J2, la longitud del brazo uno y la longitud del segundo brazo. (Véase la infografía de FANUC SCARA).
Hay varios factores que se deben tener en cuenta a la hora de seleccionar el robot adecuado para su aplicación. Seguir esta guía le facilitará la elección.
Robot SCARA: Articulación
La articulación es el tipo de movimiento y los grados de libertad que requiere la aplicación. En un robot, el número de articulaciones, la posición de las mismas y el eje que controla cada una determinan su grado de libertad. Los SCARA son robots de cuatro ejes, con movimiento en X-Y-Z y un movimiento rotatorio alrededor del eje Z.
Un robot SCARA carece del movimiento de cabeceo y guiñada (pitch and yaw) de los robots de seis ejes, por lo que en aplicaciones en las que se requiere cabeceo y guiñada, existen mecanismos que se pueden añadir para lograr el movimiento adicional del eje, siempre que el SCARA pueda adaptarse a los requisitos de carga útil.
La mayoría de las aplicaciones de pick and place y de ensamblaje de pequeña escala que implican mover una pieza del punto A al punto B son perfectas para los robots SCARA, ya que normalmente implican reubicar la pieza en X-Y-Z con cierta rotación en el eje Z. Las aplicaciones de atornillado también son ideales para los robots SCARA, ya que el eje de rotación puede atornillar fácilmente. Además, para aplicaciones de dispensación robótica, un SCARA puede recoger piezas y presentarlas a un dispensador, o la herramienta de dispensación se puede acoplar al eje del robot.
Robot SCARA: Envolvente de trabajo
El envolvente de trabajo o el espacio al que puede llegar físicamente un robot es un factor crítico a tener en cuenta. Ya se trate de robots SCARA, Delta o de seis ejes, la longitud de los distintos enlaces y las limitaciones del movimiento de las articulaciones son factores importantes a tener en cuenta.
Normalmente, los robots SCARA tienen un área de trabajo cilíndrica con variaciones en el diámetro y la profundidad del cilindro. Las longitudes totales de los brazos uno y dos definen el diámetro del círculo, mientras que la carrera Z define la profundidad del cilindro. (Véase Área de trabajo del SCARA de FANUC).
Envolvente de trabajo del robot SCARA de la serie SR de FANUC
En la mayoría de las aplicaciones, el área de trabajo de un SCARA se limita a la parte delantera y lateral. Es posible que la zona trasera no se pueda utilizar si los cables y las mangueras neumáticas salen por la parte trasera; algunos SCARA ofrecen salidas inferiores opcionales, lo que permite trabajar detrás del robot.
Robot SCARA: Carga útil
En la mayoría de las aplicaciones, los robots realizan operaciones de ensamblaje o de pick and place, para lo cual se necesita una herramienta final. Puede tratarse de una simple pinza o de una herramienta multifuncional con dispensadores o destornilladores.
El peso y la inercia de la herramienta final más la pieza determinan los requisitos máximos de carga útil e inercia, que deben estar dentro de las especificaciones de funcionamiento del robot.
La mayoría de los fabricantes de robots tienen al menos dos variantes de SCARA para adaptarse a diferentes cargas útiles e inercias. Es importante comprender los requisitos de la capacidad de carga: si un robot pequeño puede hacer el trabajo, no hay necesidad de ocupar un valioso espacio con un modelo más grande.
Robot SCARA: Velocidad
La velocidad es un factor importante a la hora de elegir un robot, y los SCARA suelen ser uno de los más rápidos del mercado. Con cuatro ejes, tienen menos articulaciones móviles y están configurados de manera que J1 y J2 controlan el movimiento X-Y, y J3 y J4 controlan el movimiento Z y de rotación. Esto simplifica los cálculos cinemáticos inversos, lo que requiere menos tiempo de computación. Cuando el tiempo de ciclo es crítico, considere una solución SCARA.
Robot SCARA: Huella (Footprint)
El espacio requerido o huella es el espacio donde se monta el robot SCARA. Por lo general, los robots SCARA ocupan menos espacio que los robots cartesianos o delta con el mismo alcance. Los robots SCARA con áreas de trabajo más grandes ocupan más espacio debido al aumento del tamaño del motor y la base necesarios para la estabilidad.
Robot SCARA: Repetibilidad
Los robots SCARA suelen tener el mejor rendimiento de repetibilidad de todos los tipos de robots. Los errores que se producen en la posición X-Y se deben a que tienen dos motores en J1 y J2. Otros tipos de robots tienen tres o más motores que contribuyen a la posición X-Y. Cuantos más motores, más probable es que se produzcan errores.
Una excelente repetibilidad es crucial en aplicaciones de ensamblaje de pequeña escala en las que se requieren tolerancias de varios micrones. Algunos ejemplos son la inserción de conectores en placas de circuitos o mover una aguja en una pequeña ranura para la dispensación.
Los robots SCARA han demostrado su valor en una gran variedad de industrias que fabrican piezas que requieren la máxima precisión y velocidad posibles. Invertir tiempo en trabajar con un proveedor de robots de confianza es fundamental para el éxito de una aplicación SCARA.
